镍基正极材料（NCM/NCA）正不断取代LMO/LFP的市场
摘要
过去十年，镍基正极材料（ncm/nca）正不断取代lmo/lfp的市场，已经成为电动乘用车用锂离子电池化学体系的主流选择。
正极材料是制约锂电池发展的最大障碍。无论是电池中能量密度的提升以及成本的降低，正极材料起着关键性作用。
过去十年，镍基正极材料（ncm/nca）正不断取代lmo/lfp的市场，已经成为电动乘用车用锂离子电池化学体系的主流选择。
产业界认为，要使电动汽车性价比达到最佳，电池pack能量密度应达到235wh/kg及500wh/l，价格为100美元/kwh，届时单体电池能量密度将达到350wh/kg/750 wh/l，价格为75美元/kwh。
为了达到这一目标，除了依赖于电池系统组装技术进步、电池控制系统以及冷却系统的进步之外，电池化学体系的技术进步将显得更为关键，通过化学体系的改变，能够直接提高电池的能量密度、通过使用廉价元素降低电池成本。
对于动力电池而言，需要考虑能量密度、功率、安全以及寿命等因素，想要在这些点保持平衡也是未来电池设计的重大挑战。不仅需要精细的调整电池材料的组分、微观形貌、结构以及表面特征，还需要考虑电极厚度以及电极孔隙率等多方面因素。
中科院物理研究所黄学杰近期分享了其对“长续航、低成本和快充型锂离子电池新型正负极材料技术”的理解及思考。
在长续航低成本的正极材料上，黄学杰重点介绍了高电压镍锰酸锂材料。
数据显示，该材料的电压可以达到4.7v，可逆容量达135mah/g,材料比能量达635wh/kg,与石墨负极配套的电池比能量达240wh/kg,高于磷酸铁锂和锰酸锂，具备比能量较高、成本更低、安全性较好等明显优势。
黄学杰团队的数据显示，而通过材料改性，该材料可以在25℃下，100周循环容量保持率达99.24%，35℃下100周容量保持率达98.65%，优于三元材料，可以解决其寿命问题。
目前已经在松山湖建立500kg级的中试线。
在负极材料上，黄学杰重点介绍了锡基负极材料，该材料可逆容量可以达到600 mah/g，高于传统的石墨材料。
同时，该材料基于碳纳米管结合，具有结构稳定性，倍率性高，循环性能好的特点。黄学杰介绍，通过碳包覆的锡纳米负极材料，在嵌锂后结构完整，而且锡的体积膨胀明显小于理论体积膨胀率（260%），循环50周后碳管结构完整大部分依旧保持碳包覆的锡纳米线形状。
此外，该还能进一步和硅材料结合提升比能量。目前也已经处于逐步走向产业化阶段。
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正极材料是制约锂电池发展的最大障碍。无论是电池中能量密度的提升以及成本的降低，正极材料起着关键性作用。
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为了达到这一目标，除了依赖于电池系统组装技术进步、电池控制系统以及冷却系统的进步之外，电池化学体系的技术进步将显得更为关键，通过化学体系的改变，能够直接提高电池的能量密度、通过使用廉价元素降低电池成本。
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数据显示，该材料的电压可以达到4.7v，可逆容量达135mah/g,材料比能量达635wh/kg,与石墨负极配套的电池比能量达240wh/kg,高于磷酸铁锂和锰酸锂，具备比能量较高、成本更低、安全性较好等明显优势。
黄学杰团队的数据显示，而通过材料改性，该材料可以在25℃下，100周循环容量保持率达99.24%，35℃下100周容量保持率达98.65%，优于三元材料，可以解决其寿命问题。
目前已经在松山湖建立500kg级的中试线。
在负极材料上，黄学杰重点介绍了锡基负极材料，该材料可逆容量可以达到600 mah/g，高于传统的石墨材料。
同时，该材料基于碳纳米管结合，具有结构稳定性，倍率性高，循环性能好的特点。黄学杰介绍，通过碳包覆的锡纳米负极材料，在嵌锂后结构完整，而且锡的体积膨胀明显小于理论体积膨胀率（260%），循环50周后碳管结构完整大部分依旧保持碳包覆的锡纳米线形状。
此外，该还能进一步和硅材料结合提升比能量。目前也已经处于逐步走向产业化阶段。
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